Projektbeschreibung
Wie die Reparatur von DNA-Schäden genau funktioniert
Die DNA-Reparatur korrigiert Schäden an der DNA und erhält so die Integrität des Genoms aufrecht. Fällt sie aus, kommt es zur Alterung oder Entstehung von Krebs. Im EU-finanzierten Projekt RecPAIR geht es vor allem um die Reparatur von Doppelstrangbrüchen – den schwerwiegendsten möglichen Schäden an DNA. Das wissenschaftliche Team will den Prozess der homologen Rekombination aufschlüsseln, der die intakte DNA als Vorlage nutzt und damit Doppelstrangbrüche repariert. Mithilfe von Genomeditierung will das Team die Entstehung von Doppelstrangbrüchen nachahmen, die Chromosomdynamik überwachen und Gene ermitteln, die an der Reparatur von Doppelstrangbrüchen beteiligt sind. Insgesamt wird das Projekt zum Verständnis eines der grundlegendsten Lebensprozesse beitragen und immense gesundheitliche Fortschritte ermöglichen.
Ziel
The integrity of genetic information is central to life, yet the DNA is vulnerable to damage from internal and external sources. Incorrect repair of DNA damage drives mutagenesis, loss of genetic information, ageing, and cancer. Double strand DNA breaks (DSBs) are perhaps the most threatening DNA lesions, where the integrity of both strands of the DNA duplex is interrupted at the same position. In E. coli, faithful repair of DSBs is possible only through the homologous recombination (HR) pathway which uses replicated chromosome as a template to recover the information. At the center of HR lies an elusive search process, during which broken strand localises and pairs with the repair template.
I will use a combination of CRISPR/dCas9 screening and in-situ genotyping of pooled library of strains to characterise the genetic landscape controlling the homology search. First, I will develop a low probability DSB induction method, to limit the DSB-formation to only a single chromosome per cell. Next, I will design and implement a whole-genome CRISPRi screen coupled to high-throughput sequencing and map the genes involved specifically in the homology directed repair of DSBs. The knowledge of the recombination-specific genes will allow to create a refined, high-quality phenotypic screen. In this screen the whole chromosome dynamics will be monitored and defects in the DNA movements will be characterised for each tested target with a microfluidic-based fluorescent microscopy. Each phenotype will be linked to a specific gene using the state-of-the-art in-situ phenotyping approach called DuMPLING. The functional characterisation of recombination genes will allow to conclude a molecular model of the search process in vivo.
Wissenschaftliches Gebiet
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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751 05 Uppsala
Schweden